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JP5248112B2 - Method for forming a seal between a capacitive sensor housing and a diaphragm - Google Patents

Method for forming a seal between a capacitive sensor housing and a diaphragm Download PDF

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JP5248112B2 JP2007535716A JP2007535716A JP5248112B2 JP 5248112 B2 JP5248112 B2 JP 5248112B2 JP 2007535716 A JP2007535716 A JP 2007535716A JP 2007535716 A JP2007535716 A JP 2007535716A JP 5248112 B2 JP5248112 B2 JP 5248112B2
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diaphragm
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MKS Instruments Inc
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Description

本発明は、容量型圧力変換器に関する。より詳細には、本発明は、容量型圧力変換器の筐体とダイヤフラムとの間にシールを形成するための、改良された方法に関する。   The present invention relates to a capacitive pressure transducer. More particularly, the present invention relates to an improved method for forming a seal between a capacitive pressure transducer housing and a diaphragm.

図1Aは、組み立て後の従来の容量型圧力変換器アセンブリ10の断面図を示す。図1Bは、図1Aの上部筐体40とダイヤフラム56と下部筐体60の分解組立図である。簡単に言えば、容量型圧力変換器アセンブリ10は、内部空洞を形成する本体を含んでいる。比較的薄く、柔軟性のあるセラミックダイヤフラム56によって、内部空洞が第1封止内部チャンバ52と第2封止内部チャンバ54とに分割されている。以下に詳細に述べるとおり、ダイヤフラム56は、チャンバ52、54の圧力差に応じて、ダイヤフラム56が湾曲、移動または変形するように取り付けられている。変換器アセンブリ10は、ダイヤフラムの湾曲度を表すパラメータを提供し、したがってこのパラメータは、チャンバ52、54間の圧力差を間接的に表す。圧力差を表す、変換器アセンブリ10によって提供されるパラメータは、ダイヤフラム56と、上部筐体40に配置された1つまたは複数の導体との間の静電容量である。   FIG. 1A shows a cross-sectional view of a conventional capacitive pressure transducer assembly 10 after assembly. 1B is an exploded view of the upper housing 40, the diaphragm 56, and the lower housing 60 of FIG. 1A. Briefly, the capacitive pressure transducer assembly 10 includes a body that defines an internal cavity. A relatively thin and flexible ceramic diaphragm 56 divides the internal cavity into a first sealed internal chamber 52 and a second sealed internal chamber 54. As described in detail below, the diaphragm 56 is attached so that the diaphragm 56 bends, moves, or deforms in response to the pressure difference between the chambers 52, 54. The transducer assembly 10 provides a parameter that represents the degree of curvature of the diaphragm, and thus this parameter indirectly represents the pressure difference between the chambers 52, 54. The parameter provided by the transducer assembly 10 that represents the pressure differential is the capacitance between the diaphragm 56 and one or more conductors disposed in the upper housing 40.

容量型圧力変換器アセンブリ10は、セラミックの上部筐体40、セラミックダイヤフラム56およびセラミックの下部筐体60とを含んでいる。上部筐体40は、一般に、上から見ると円筒形をしており、上面41と、中心下面47と、下面42aを有する環状肩部42と、中心下面47と環状肩部42との間に位置する環状チャネル43とを形成している。環状肩部42の下面42aは、中心下面47と実質的に同一平面上にある。上部筐体はさらに、上部側から下部側に筐体40を通過して延びる中心開口48(または通路)を形成する圧力チューブ44を含む。金属導体46は下部面47の中心部分上に配置される。   The capacitive pressure transducer assembly 10 includes a ceramic upper housing 40, a ceramic diaphragm 56 and a ceramic lower housing 60. The upper housing 40 is generally cylindrical when viewed from above, and has an upper surface 41, a central lower surface 47, an annular shoulder 42 having a lower surface 42 a, and the central lower surface 47 and the annular shoulder 42. An annular channel 43 is formed. The lower surface 42 a of the annular shoulder 42 is substantially flush with the central lower surface 47. The upper housing further includes a pressure tube 44 that forms a central opening 48 (or passage) extending from the upper side to the lower side through the housing 40. The metal conductor 46 is disposed on the central portion of the lower surface 47.

ダイヤフラム56は、一般に、上面57と、反対側の下面59とを有する円形の薄いダイヤフラムである。金属導体58が、ダイヤフラム56の上面57の中央部に配置されている。ダイヤフラム56と上部筐体40とは、上部筐体40の導体46がダイヤフラム56の導体58と対向して置かれるように配置されている。ダイヤフラム56は、詳細に下記される気密シール(またはジョイント)70によって上部筐体40に結合されている。シール70は、上部筐体40の環状肩部42の下面42aと、ダイヤフラム56の面57の対応する環状部分との間に位置している。封止されると、上部筐体40、シール70およびダイヤフラム56によって、基準チャンバ52が形成される。圧力チューブ44の開口48が、基準チャンバ52への入口または入口路を提供する。   The diaphragm 56 is generally a circular thin diaphragm having an upper surface 57 and an opposite lower surface 59. A metal conductor 58 is disposed at the center of the upper surface 57 of the diaphragm 56. The diaphragm 56 and the upper casing 40 are arranged such that the conductor 46 of the upper casing 40 is placed opposite to the conductor 58 of the diaphragm 56. The diaphragm 56 is coupled to the upper housing 40 by an airtight seal (or joint) 70 described in detail below. The seal 70 is located between the lower surface 42 a of the annular shoulder 42 of the upper housing 40 and the corresponding annular portion of the surface 57 of the diaphragm 56. Once sealed, the reference chamber 52 is formed by the upper housing 40, the seal 70 and the diaphragm 56. An opening 48 in the pressure tube 44 provides an inlet or inlet path to the reference chamber 52.

一般には円形形状の下部筐体60は、中心開口64と、上面62aを有する上向きに突出した環状肩部62とを形成している。下部筐体60の肩部62の上面62aは、気密シール(またはジョイント)76によってダイヤフラム56の下面59の対応する部分と結合されている。シール76は、シール70と同様の方法で置かれ、組み込むことができる。封止されると、下部筐体60とシール76とダイヤフラム56の面59によって、プロセスチャンバ54が形成される。   The generally circular lower housing 60 forms a central opening 64 and an upwardly projecting annular shoulder 62 having an upper surface 62a. The upper surface 62 a of the shoulder 62 of the lower housing 60 is coupled to a corresponding portion of the lower surface 59 of the diaphragm 56 by an airtight seal (or joint) 76. The seal 76 can be placed and incorporated in a manner similar to the seal 70. When sealed, the process chamber 54 is formed by the lower housing 60, the seal 76, and the surface 59 of the diaphragm 56.

入口通路68を有する圧力管66は、入口通路68が下部筐体60の開口64と位置合わせされるように、下部筐体60に結合される。したがって、プロセスチャンバ54は、開口64と入口通路68とを介して、外部環境と流体連通される。作動中、容量型圧力変換器アセンブリ10は、この外部環境の圧力を測定する。   A pressure tube 66 having an inlet passage 68 is coupled to the lower housing 60 such that the inlet passage 68 is aligned with the opening 64 of the lower housing 60. Accordingly, the process chamber 54 is in fluid communication with the external environment via the opening 64 and the inlet passage 68. In operation, the capacitive pressure transducer assembly 10 measures the pressure of this external environment.

容量型圧力変換器アセンブリ10の導体46、58は、可変コンデンサCの平行板を形成する。周知のように、C=Aεε/dであって、Cは2枚の平行板の間の静電容量であり、Aは平行板間の共通面積であり、εは真空の誘電率であり、εは平行板を分離する材料の比誘電率であり(例えば、真空の場合ε=1)、dは平行板間の軸方向の距離(すなわち、平行板の法線に沿って測定された平行板間の距離)である。したがって、コンデンサCによって与えられる静電容量は、導体46と導体58との間の軸方向の距離の関数である。チャンバ52、54間の圧力差の変化に応じて、ダイヤフラム56が上下に移動または湾曲するため、コンデンサCによって与えられる静電容量も変化する。いずれの時点であっても、コンデンサCによって与えられる静電容量は、チャンバ52、54間の瞬時圧力差を表している。公知の電気回路(例えば、コンデンサCによって与えられる静電容量の関数である共振周波数によって特徴付けられる「タンク」回路)を用いて、コンデンサCによって与えられる静電容量を測定し、圧力差を表す電気信号を生成することができる。導体46、58は、例えば金または銅などの広範囲の導体材料から構成することができ、公知の薄膜もしくは厚膜プロセスまたは他の公知の製造方法によって製造することができる。薄膜プロセスが利用される場合、導体46、48の厚みは、例えば約1μmであってもよい。 The conductors 46, 58 of the capacitive pressure transducer assembly 10 form a parallel plate of the variable capacitor C. As is well known, C = Aε r ε 0 / d, where C is the capacitance between the two parallel plates, A is the common area between the parallel plates, and ε 0 is the vacuum dielectric constant. Ε r is the relative permittivity of the material separating the parallel plates (eg, ε r = 1 for vacuum), and d is the axial distance between the parallel plates (ie along the normal of the parallel plates) Measured distance between parallel plates). Thus, the capacitance provided by capacitor C is a function of the axial distance between conductor 46 and conductor 58. In accordance with the change in the pressure difference between the chambers 52 and 54, the diaphragm 56 moves up and down or curves, so that the capacitance provided by the capacitor C also changes. At any point in time, the capacitance provided by the capacitor C represents the instantaneous pressure difference between the chambers 52, 54. Using a known electrical circuit (eg, a “tank” circuit characterized by a resonant frequency that is a function of the capacitance provided by capacitor C), the capacitance provided by capacitor C is measured to represent the pressure difference. An electrical signal can be generated. The conductors 46, 58 can be constructed from a wide range of conductive materials such as gold or copper, for example, and can be manufactured by known thin film or thick film processes or other known manufacturing methods. When a thin film process is utilized, the conductors 46, 48 may have a thickness of about 1 μm, for example.

ダイヤフラム56は合酸化アルミニウムから作製されることが多い。しかし、ガラスセラミックの単結晶酸化物材料など他のセラミック材料を用いてもよい。セラミック構成部品を有する静電容量センサが、米国特許第5,920,015号および第6,122,976号で開示されている。   Diaphragm 56 is often made from mixed aluminum oxide. However, other ceramic materials such as a glass ceramic single crystal oxide material may be used. Capacitance sensors having ceramic components are disclosed in US Pat. Nos. 5,920,015 and 6,122,976.

作動中、静電容量圧力変換器アセンブリ10が一般に、絶対圧力変換器として使用される。この形態では、基準チャンバ52が一般に、圧力チューブ44に真空ポンプ(図示なし)を接続することにより、最初に排気される。基準チャンバ52が排気された後、次に、チューブ44が封止されて、基準チャンバ52内の真空を維持する。さらに「ゲッター」をチューブ44に結合して、長期間にわたり基準チャンバ内の真空を維持できる。これにより、チャンバ52内に「基準」圧力を生成する。真空は好都合な基準圧力であるが、他の基準圧力を用いることもできる。基準圧力がチャンバ52内に生成された後、次に、圧力チューブ66を流体源(図示せず)に接続して、この流体の圧力を測定することができる。このように圧力チューブ66を結合することにより、圧力が測定される流体をプロセスチャンバ54(およびダイヤフラム56の下面59)に送る。ダイヤフラム56の中心が、チャンバ52、54間の圧力差に応じて上下に移動または湾曲し、これによってキャパシタCの静電容量が変化する。キャパシタCの瞬時静電容量はダイヤフラム56の位置を表すため、変換器アセンブリ10は、チャンバ52内に生成された基準圧力を基準にしたチャンバ54内の圧力を測定することができる。   In operation, the capacitive pressure transducer assembly 10 is generally used as an absolute pressure transducer. In this configuration, the reference chamber 52 is generally evacuated first by connecting a vacuum pump (not shown) to the pressure tube 44. After the reference chamber 52 is evacuated, the tube 44 is then sealed to maintain a vacuum in the reference chamber 52. In addition, a “getter” can be coupled to the tube 44 to maintain the vacuum in the reference chamber for an extended period of time. This creates a “reference” pressure in the chamber 52. Vacuum is a convenient reference pressure, but other reference pressures can be used. After the reference pressure is generated in chamber 52, pressure tube 66 can then be connected to a fluid source (not shown) to measure the pressure of this fluid. By coupling the pressure tube 66 in this manner, the fluid whose pressure is to be measured is sent to the process chamber 54 (and the lower surface 59 of the diaphragm 56). The center of the diaphragm 56 moves up or down in accordance with the pressure difference between the chambers 52 and 54, whereby the capacitance of the capacitor C changes. Because the instantaneous capacitance of capacitor C represents the position of diaphragm 56, transducer assembly 10 can measure the pressure in chamber 54 relative to the reference pressure generated in chamber 52.

言うまでもなく、変換器アセンブリ10は差圧変換器としても使用できる。この形態では、圧力チューブ44は第1の流体源(図示なし)に接続され、圧力チューブ66は第2の流体源(図示なし)に接続される。その後、変換器アセンブリ10は2つの流体圧力間の差圧を測定可能になる。あるいは、基準チャンバ52を大気圧に維持して、「ゲージ型」変換器を実現できる。   Of course, the transducer assembly 10 can also be used as a differential pressure transducer. In this configuration, the pressure tube 44 is connected to a first fluid source (not shown) and the pressure tube 66 is connected to a second fluid source (not shown). The transducer assembly 10 can then measure the differential pressure between the two fluid pressures. Alternatively, a “gauge” transducer can be realized by maintaining the reference chamber 52 at atmospheric pressure.

上述のとおり、チャンバ52、54間の圧力差の変化によって、ダイヤフラム56は湾曲し、それによって導体46と導体58との間の間隙が変化する。間隙の変化を測定することによって、圧力差を測定することができる。しかし、間隙は、圧力とは無関係な要因によって影響を受けることもある。例えば、間隙は、温度変化によって影響を受ける可能性がある。変換器アセンブリ10の構成部品は、それぞれが特有の熱膨張係数を有する多種多様な材料から作製することができるため、周囲環境における温度変化によって、ダイヤフラム56は導体46に接近または離れる方向に移動する可能性がある。好都合な点は、温度変化による間隙の変化は、圧力差の変化による間隙の変化とは異なる特性を有する。周囲環境温度の変化によって生じる間隙の変化を補償するために、上部筐体40の下面47上に、導体46と隣接して配置された第2の導体(図示せず)を含むことが知られている。このような実施形態では、導体46、58は可変コンデンサC1の平行板を形成し、導体58と第2導体は可変コンデンサC2の平行板を形成する。2つのコンデンサC1、C2を公知の方法で使用して、温度変化に対する変換器の感度を低減することができる。   As described above, a change in pressure difference between the chambers 52, 54 causes the diaphragm 56 to bend, thereby changing the gap between the conductor 46 and the conductor 58. By measuring the change in the gap, the pressure difference can be measured. However, the gap may be affected by factors that are independent of pressure. For example, the gap can be affected by temperature changes. Because the components of the transducer assembly 10 can be made from a wide variety of materials, each having a unique coefficient of thermal expansion, temperature changes in the surrounding environment cause the diaphragm 56 to move toward or away from the conductor 46. there is a possibility. Advantageously, the change in gap due to temperature changes has different characteristics than the change in gap due to changes in pressure differential. It is known to include a second conductor (not shown) disposed adjacent to the conductor 46 on the lower surface 47 of the upper housing 40 in order to compensate for the change in gap caused by changes in the ambient environment temperature. ing. In such an embodiment, conductors 46 and 58 form a parallel plate of variable capacitor C1, and conductor 58 and the second conductor form a parallel plate of variable capacitor C2. Two capacitors C1, C2 can be used in a known manner to reduce the sensitivity of the transducer to temperature changes.

上部筐体40は、下面47とこの上に置かれたいずれかの導体とが、チャンバ52、54内の圧力が等しいときに導体58(すなわち、ダイヤフラム56)によって形成された面と平行な面に置かれるように位置合わせされている。上述のとおり、導体46、58によって形成される静電容量は、これらの対向する導体間に存在する間隙(すなわち、軸方向の距離)に依存している。比較的小さい(例えば、0.0004インチ(10〜12μm)程度)間隙は、一部は、シール70の厚さと、上部筐体40の形状および構成(例えば、下面42aが平面から外れる量、すなわち、もしあるとすれば、下面47に対するずれ)に左右される。   The upper housing 40 has a surface parallel to the surface formed by the conductor 58 (ie, the diaphragm 56) when the lower surface 47 and any conductor placed thereon are equal in pressure in the chambers 52, 54. Aligned to be placed on. As described above, the capacitance formed by the conductors 46, 58 depends on the gap (ie, the axial distance) that exists between these opposing conductors. The gap is relatively small (for example, about 0.0004 inch (10 to 12 μm)), in part, the thickness of the seal 70 and the shape and configuration of the upper housing 40 (for example, the amount by which the lower surface 42a deviates from the plane, that is, If there is, it depends on the displacement with respect to the lower surface 47).

シール70および76を形成する方法は、米国特許第6,122,976号で開示されている。この方法では、2つの面間に固体ガラスビーズを置き、その後に封止ビーズを融解することによって、シールが形成される。融解すると、融解したビーズは2つの面間の空間内に流れ込む。冷却すると、流れた封止ビーズ材料は2つの面間にシールを形成する。   A method of forming seals 70 and 76 is disclosed in US Pat. No. 6,122,976. In this method, a seal is formed by placing solid glass beads between two faces, followed by melting the sealing beads. Upon melting, the molten beads flow into the space between the two faces. Upon cooling, the flowed sealed bead material forms a seal between the two faces.

図2は図1Aおよび1Bの上部筐体40の底面図を示す。米国特許第6,122,976号の教示によれば、ガラス粒子が接着剤および溶剤と混合され、ペースト材料が形成される。次に、ペースト材料はシールが形成される面上に、例えば上部筐体40の肩部42の下部面42aおよび下部筐体60の肩部62の上部面62a上に、封止ビーズ72のパターンとして置かれる。封止ビーズ72のパターンは、適切なスクリーン印刷またはパッド/ブラシ印刷堆積プロセスを利用して、表面上に配置および形成することができる。以下に詳細に説明されるとおり、封止ビーズ72は、封止ビーズ72間に開放チャネル78が存在するように置かれる。封止ビーズ(ペースト)72のパターンが面上に置かれた後、封止ビーズ72は乾燥プロセス、「バーンオフ」プロセス、およびその後の前融解/焼結プロセスを受ける。各後続ステップでは、封止ビーズ72は段階的に上昇する高温度に曝される。例えば、封止ビーズ72は乾燥プロセスの間に、100〜150℃に加熱され、融解プロセスの間に325〜375℃に加熱され、前融解/焼結プロセスの間に490〜500℃に加熱される。堆積された封止ビーズ(ペースト)72は乾燥プロセスにおいて硬化され、加工に耐えることができる。バーンオフ・プロセスの間に、溶剤および接着剤の一部がペーストからバーンアウトされる。バーンオフ・プロセスが正しく実行されない場合、シールは不浸透性にはならず、また構造的に不完全になる。封止ビーズ72が十分に脱ガス(バーンオフ)されたとき、温度をさらに上げて前融解/焼結プロセスが実行される。前融解/焼結プロセスの間、ビーズ72内に存在するガラス粒子は共に融解する。しかし、前融解/焼結ステップの間に、ビーズ72は開放チャネル78内に流れ込まない。前融解/焼結ステップの後、封止ビーズ72は冷却される。冷却後、封止ビーズ72は所望の高さを有するように、機械的加工、例えば研磨することができる。用途によっては、(非融解)封止ビーズ72の所望の高さは、例えば約20〜24μmに形成できる。   FIG. 2 shows a bottom view of the upper housing 40 of FIGS. 1A and 1B. According to the teaching of US Pat. No. 6,122,976, glass particles are mixed with an adhesive and a solvent to form a paste material. Next, the paste material has a pattern of sealing beads 72 on the surface on which the seal is formed, for example, on the lower surface 42 a of the shoulder 42 of the upper housing 40 and the upper surface 62 a of the shoulder 62 of the lower housing 60. Set as. The pattern of sealing beads 72 can be placed and formed on the surface utilizing a suitable screen printing or pad / brush printing deposition process. As described in detail below, the sealing beads 72 are placed such that there are open channels 78 between the sealing beads 72. After the pattern of sealing beads (paste) 72 is placed on the surface, sealing beads 72 undergo a drying process, a “burn-off” process, and a subsequent pre-melt / sinter process. In each subsequent step, the sealing bead 72 is exposed to a gradually increasing high temperature. For example, the sealing beads 72 are heated to 100-150 ° C. during the drying process, heated to 325-375 ° C. during the melting process, and heated to 490-500 ° C. during the pre-melting / sintering process. The The deposited sealing beads (paste) 72 is cured in a drying process and can withstand processing. During the burn-off process, some of the solvent and adhesive is burned out of the paste. If the burn-off process is not performed correctly, the seal will not be impervious and will be structurally incomplete. When the sealing bead 72 is fully degassed (burned off), the temperature is further increased and the premelting / sintering process is performed. During the premelting / sintering process, the glass particles present in the beads 72 melt together. However, the beads 72 do not flow into the open channel 78 during the pre-melt / sinter step. After the premelting / sintering step, the sealing beads 72 are cooled. After cooling, the sealing beads 72 can be mechanically processed, such as polished, to have a desired height. Depending on the application, the desired height of the (non-melting) sealing bead 72 can be formed, for example, to about 20-24 μm.

ビーズ72の置かれるパターン(図2に示される)は、シール70(またはシール76)が形成される間における、完全に脱ガスするビーズ72の能力に影響を与える。封止ビーズ72の脱ガスを促進するために、封止ビーズ72間にチャネル78を有するように封止ビーズ72を置くことが有利である。封止ビーズ72とビーズ間に置かれるチャネル78との断面寸法は、所望の脱ガス効果を達成できるように選択される。例示的な一実施形態では、封止ビーズ72は0.1〜0.5mmの直径を有し、チャネル78はほぼ同一寸法の幅を有する。   The pattern in which the beads 72 are placed (shown in FIG. 2) affects the ability of the beads 72 to completely degas while the seal 70 (or seal 76) is formed. In order to facilitate degassing of the sealing beads 72, it is advantageous to place the sealing beads 72 with channels 78 between the sealing beads 72. The cross-sectional dimensions of the sealing bead 72 and the channel 78 placed between the beads are selected to achieve the desired degassing effect. In one exemplary embodiment, the sealing bead 72 has a diameter of 0.1 to 0.5 mm and the channel 78 has a width of approximately the same dimensions.

封止ビーズ72が、上述のようにして下部面42aと上部面62aとの上に置かれ、調製された後、ダイヤフラム56は、下部面42a上に置かれた封止ビーズ72がダイヤフラム56の上部面57の封止領域と接触するように上部筐体40に位置合わせされ、また、下部筐体60は、上部面62a上に置かれた封止ビーズ72がダイヤフラム56の下部面59の封止領域と接触するようにダイヤフラム56に位置合わせされる。次に、圧縮力が、上部筐体40、ダイヤフラム56および下部筐体60に対して、ダイヤフラム56の向きにほぼ垂直に加えられる。次に、高温度(すなわち、前融解/焼結ステップの間に加えられた温度より高い)を加えて、封止ビーズ72を融解する。融解すると、封止ビーズ72が流れて、上部筐体40の肩部42とダイヤフラム56の上部封止領域との間、ならびに下部筐体60の肩部62とダイヤフラム56の下部封止領域との間に存在する空隙(すなわち、チャネル)を満たす。冷却すると、このようにして、封止ビーズ72は、ダイヤフラム56と上部筐体40および下部筐体60との間にそれぞれ位置する気密シール70、76を形成する。所望の高さ(すなわち厚み)および面積を有するシール70(およびシール76)を形成するために、非融解封止ビーズ72の断面積および高さは、封止ビーズ72材料の全容積が所望のシール70を形成するのに十分である(すなわち、封止ビーズ72の全容積が所望のシール70の容積にほぼ等しい)ように設定される。   After the sealing bead 72 is placed and prepared on the lower surface 42a and the upper surface 62a as described above, the diaphragm 56 is sealed with the sealing bead 72 placed on the lower surface 42a. The lower casing 60 is aligned with the upper casing 40 so as to be in contact with the sealing area of the upper surface 57, and the sealing beads 72 placed on the upper surface 62 a are sealed with the lower surface 59 of the diaphragm 56. The diaphragm 56 is aligned so as to be in contact with the stop region. Next, a compressive force is applied to the upper housing 40, the diaphragm 56 and the lower housing 60 substantially perpendicularly to the direction of the diaphragm 56. Next, a high temperature (ie, higher than the temperature applied during the pre-melting / sintering step) is applied to melt the sealing beads 72. When melted, the sealing beads 72 flow and flow between the shoulder 42 of the upper housing 40 and the upper sealing region of the diaphragm 56 and between the shoulder 62 of the lower housing 60 and the lower sealing region of the diaphragm 56. Fills voids (ie, channels) that exist between them. When cooled, the sealing beads 72 thus form hermetic seals 70, 76 located between the diaphragm 56 and the upper housing 40 and the lower housing 60, respectively. In order to form a seal 70 (and seal 76) having a desired height (ie thickness) and area, the cross-sectional area and height of the unmelted sealing bead 72 is such that the total volume of sealing bead 72 material is desired. It is set to be sufficient to form a seal 70 (ie, the total volume of sealing beads 72 is approximately equal to the volume of the desired seal 70).

容積型圧力変換器の導体を相互に正確に位置合わせおよび方向付けできない場合、容積型圧力変換器の性能特性に悪影響を与える。例えば、対向導体46、58の間の間隙が厳格な寸法許容差で制御して形成されていない場合、容積型圧力変換器は許容できない性能特性を有することになる。さらに、間隙が一定に制御されていない場合、全部が同一性能特性を有する多数の変換器の製造が困難になる。   If the conductors of a positive displacement transducer cannot be accurately aligned and oriented with respect to each other, the performance characteristics of the positive displacement transducer will be adversely affected. For example, if the gap between the opposing conductors 46, 58 is not controlled and formed with strict dimensional tolerances, the positive displacement transducer will have unacceptable performance characteristics. Furthermore, if the gap is not controlled to be constant, it becomes difficult to manufacture a large number of transducers, all having the same performance characteristics.

上述の封止方法は、形成されたシール70が正確で一定の厚みを有することを必ずしも保証しない。例えば、過剰または不十分な量の封止ビーズ72材料を使用してシール70を形成する場合、シール70は厚過ぎるかまたは薄過ぎる可能性がある。また、融解および冷却ステップの間における上部筐体40とダイヤフラム56との間に加えられる圧縮力が均一でない場合、シール70の厚みは一定にならない可能性がある。   The sealing method described above does not necessarily guarantee that the formed seal 70 has an accurate and constant thickness. For example, if an excess or insufficient amount of sealing bead 72 material is used to form the seal 70, the seal 70 may be too thick or too thin. Also, if the compressive force applied between the upper housing 40 and the diaphragm 56 during the melting and cooling steps is not uniform, the thickness of the seal 70 may not be constant.

したがって、容積型圧力変換器の筐体とダイヤフラムとの間のシールを高精度に形成する方法の必要性が存在する。
米国特許第5,920,015号 米国特許第6,122,976号
Accordingly, there is a need for a method for forming a seal between the housing of a positive displacement pressure transducer and a diaphragm with high accuracy.
US Pat. No. 5,920,015 US Pat. No. 6,122,976

静電容量圧力変換器の筐体とダイヤフラムとの間のシールを高精度で形成する方法およびシステムに関する。特定の静電容量圧力変換器では、静電容量圧力変換器の対向する導体間の軸方向距離は、部分的には、筐体とダイヤフラムとの間に配置されるシールの厚みに依存する。本明細書に記載されるとおり、高温および低温封止ビーズを利用して、正確で一定の厚みを有するシールを形成する。正確で一定の厚みを有するシールを利用することによって、静電容量圧力変換器の対向する導体は、製造プロセスの間において、相互に正確に位置合わせおよび方向付けすることができる。   The present invention relates to a method and system for forming a seal between a housing of a capacitance pressure transducer and a diaphragm with high accuracy. In certain capacitance pressure transducers, the axial distance between the opposing conductors of the capacitance pressure transducer depends in part on the thickness of the seal placed between the housing and the diaphragm. As described herein, high temperature and low temperature sealing beads are utilized to form a seal with an accurate and constant thickness. By utilizing an accurate and constant thickness seal, the opposing conductors of the capacitive pressure transducer can be accurately aligned and oriented with respect to each other during the manufacturing process.

1つの方法では、高温封止ビーズの高さは既知の高さに設定される。次に、低温封止ビーズは高温封止ビーズの間で、ビーズの回りに置かれる。次に、低温封止ビーズおよび高温封止ビーズは、低温封止ビーズを融解するには十分であるが、高温封止ビーズを融解するには不十分は温度に曝される。融解された低温封止ビーズは非融解高温封止ビーズ回りを流れる。凝固すると、低温封止ビーズおよび高温封止ビーズは合わさってシールを形成する。シール製造プロセスの間に高温封止ビーズは融解しないため、シール厚みは、非融解高温封止ビーズの高さを制御することにより設定できる。完成したシールでは、シールの製造の間に融解して流れる低温封止ビーズは、高温封止ビーズ回りに共形的に配置される低温材料に変化している。「共形的に配置される」とは、低温材料が高温封止ビーズ回りに流れることにより、低温材料中の空隙が高温封止ビーズ材料によって全体に範囲を限定され、満たされることを意味する。しかし、いくつかの満たされない空隙が低温材料内に存在することもある(例えば、高温封止ビーズと低温材料との境界面)。このような空隙の形成を避けることは望ましいが、空隙が十分に小さく、空隙の数も十分に少ない限り、空隙の存在はシールの完全性を損なわず、また低温材料が高温封止ビーズ回りに共形的に配置されないことを意味しない。   In one method, the high temperature sealing bead height is set to a known height. Next, the low temperature sealing beads are placed around the beads between the high temperature sealing beads. Next, the low temperature sealing beads and the high temperature sealing beads are sufficient to melt the low temperature sealing beads, but are insufficiently exposed to temperature to melt the high temperature sealing beads. Melted cold sealed beads flow around unmelted hot sealed beads. When solidified, the low temperature seal beads and the high temperature seal beads combine to form a seal. Since the high temperature sealing beads do not melt during the seal manufacturing process, the seal thickness can be set by controlling the height of the non-melting high temperature sealing beads. In the finished seal, the low temperature sealing beads that melt and flow during the manufacture of the seal have been transformed into a low temperature material that is conformally placed around the high temperature sealing beads. “Conformally arranged” means that the low temperature material flows around the high temperature sealing beads, such that the voids in the low temperature material are entirely limited and filled by the high temperature sealing bead material. . However, some unfilled voids may exist in the low temperature material (eg, the interface between the high temperature sealing bead and the low temperature material). It is desirable to avoid the formation of such voids, but as long as the voids are small enough and the number of voids is small enough, the presence of voids does not compromise the integrity of the seal and the low temperature material is around the high temperature sealing beads. It does not mean that they are not arranged conformally.

本発明のさまざまな目的、特徴および利点は、以下の図面と合わせて考慮する場合、本発明の以下の詳細な説明を参照して、十分に理解することができる。図面では、同様の参照符号は同様の構成要素を特定している。以下の図面は、単に例示を目的とするだけであって、本発明を限定するものではない。本発明の権利範囲は、以下の特許請求の範囲で記載されている。   Various objects, features and advantages of the present invention can be more fully understood with reference to the following detailed description of the invention when considered in conjunction with the following drawings. In the drawings, like reference numerals identify like elements. The following drawings are for illustrative purposes only and are not intended to limit the present invention. The scope of the present invention is set forth in the following claims.

静電容量圧力変換器の筐体とダイヤフラムとの間のシールを高精度で形成する方法およびシステムに関する。本発明は高温および低温封止ビーズを利用して、正確で均一な、一定の厚みを有する流体気密シールを形成する方法を提供する。制御された厚みを有するシールを形成することによって、対向する導体間の軸方向距離を正確に制御できる。   The present invention relates to a method and system for forming a seal between a housing of a capacitance pressure transducer and a diaphragm with high accuracy. The present invention provides a method for forming a fluid-tight seal having an accurate, uniform and constant thickness utilizing high temperature and low temperature sealing beads. By forming a seal with a controlled thickness, the axial distance between opposing conductors can be accurately controlled.

図3は、本発明によって構成される例示的な静電容量圧力変換器アセンブリ100の断面図を示す。従来の静電容量圧力変換器アセンブリ10と同様に、アセンブリ100は上部筐体40、ダイヤフラム56、および下部筐体60を含む。図3Bは、図3Aに示されるアセンブリ100の上部筐体40、ダイヤフラム56、および下部筐体60の分解組立図である。従来の変換器アセンブリ10と異なり、アセンブリ100はダイヤフラム56と上部筐体40との間に置かれる改良されたシール170を含む。封止されると、上部筐体40、シール70、およびダイヤフラム56は基準チャンバ152を形成する。   FIG. 3 shows a cross-sectional view of an exemplary capacitive pressure transducer assembly 100 constructed in accordance with the present invention. Similar to the conventional capacitive pressure transducer assembly 10, the assembly 100 includes an upper housing 40, a diaphragm 56, and a lower housing 60. 3B is an exploded view of the upper housing 40, the diaphragm 56, and the lower housing 60 of the assembly 100 shown in FIG. 3A. Unlike the conventional transducer assembly 10, the assembly 100 includes an improved seal 170 that is placed between the diaphragm 56 and the upper housing 40. When sealed, the upper housing 40, the seal 70, and the diaphragm 56 form a reference chamber 152.

同様に、改良されたシール176はダイヤフラム56と下部筐体60との間に置くことができる。封止されると、下部筐体60、シール176、およびダイヤフラム56はプロセスチャンバ154を形成する。   Similarly, the improved seal 176 can be placed between the diaphragm 56 and the lower housing 60. When sealed, the lower housing 60, the seal 176, and the diaphragm 56 form a process chamber 154.

シール170は、高温および低温封止ビーズを用いて形成される。高温封止ビーズは低温封止ビーズより高い融解温度を有する。低温封止ビーズより高い融解温度を有する高温封止ビーズを実現するために、高温封止ビーズおよび低温封止ビーズは異なる材料から構成するか、または異なる量の共通材料を有することができる。   The seal 170 is formed using high and low temperature sealing beads. High temperature sealing beads have a higher melting temperature than low temperature sealing beads. In order to achieve a high temperature sealing bead having a higher melting temperature than the low temperature sealing bead, the high temperature sealing bead and the low temperature sealing bead can be composed of different materials or have different amounts of common material.

形成されたシール170は正確な一定の厚みを有する。正確な一定の厚みを有するシールを利用することにより、静電容量圧力変換器の対向する導体は、製造プロセスの間において、相互に正確に位置合わせおよび方向付けすることができる。   The formed seal 170 has an accurate and constant thickness. By utilizing a seal with an accurate constant thickness, the opposing conductors of the capacitive pressure transducer can be accurately aligned and oriented with respect to each other during the manufacturing process.

図4は、上部筐体40の肩部42の下部面42a上に配置された複数の高温封止ビーズ172を示す。図に示すとおり、高温封止ビーズ172は肩部42の下部面42a上に均一に分布する。高温封止ビーズ172はガラス材料から構成され、封止ビーズ72が配置されたのと同様にして(図2に関連して上に述べたとおり)配置され、処理される。例えば、高温封止ビーズ172は当分野で公知の印刷プロセスによって配置され、次に、熱を加えて乾燥される。その後、高温封止ビーズ172に含有される溶剤および接着剤の大部分は、高温封止ビーズ172を高温度に曝すことによりバーンオフされ、高温封止ビーズ172はさらに高温度に曝すことによって前融解/焼結される。前融解/焼結のステップ後、高温封止ビーズ172は冷却され、高温封止ビーズ172が凝固する。高温封止ビーズ172は、高温ペーストをビーズ172として配置し、ビーズ172を125℃に達するまで40℃/分の温度増加に曝し、約15分間125℃を維持し、さらに、ビーズ172を720℃に達するまで40℃/分の温度増加に曝し、約10分間720℃を維持し、その後、40℃/分の速度で温度を低下することによって形成できる。形成された高温封止ビーズ172は約725℃の融解温度を有する。   FIG. 4 shows a plurality of high-temperature sealing beads 172 disposed on the lower surface 42 a of the shoulder 42 of the upper housing 40. As shown in the figure, the high temperature sealing beads 172 are uniformly distributed on the lower surface 42 a of the shoulder 42. The high temperature sealing bead 172 is composed of a glass material and is placed and processed in the same manner as the sealing bead 72 was placed (as described above in connection with FIG. 2). For example, the high temperature sealing bead 172 is placed by a printing process known in the art and then dried by applying heat. Thereafter, most of the solvent and adhesive contained in the high temperature sealing beads 172 are burned off by exposing the high temperature sealing beads 172 to high temperatures, and the high temperature sealing beads 172 are pre-melted by exposure to higher temperatures. / Sintered. After the pre-melting / sintering step, the high temperature sealing beads 172 are cooled and the high temperature sealing beads 172 solidify. The high temperature sealing bead 172 places the high temperature paste as a bead 172, exposes the bead 172 to a temperature increase of 40 ° C./min until it reaches 125 ° C., maintains 125 ° C. for about 15 minutes, Can be formed by exposing to a temperature increase of 40 ° C./min until reaching 720, maintaining 720 ° C. for about 10 minutes, and then decreasing the temperature at a rate of 40 ° C./min. The formed high temperature sealing bead 172 has a melting temperature of about 725 ° C.

高温封止ビーズ172はシール170の形成の間は融解しない(すなわち、液体状態で流れない)。むしろ、高温封止ビーズ172はシール170の厚みを決定するスペーサとして作用する。言い換えると、一体に封止される2つの面の間に延びるペデスタルとして作用することにより、高温封止ビーズ172はシール170の厚みを設定する。意図する厚み(おとび一定厚み)を有するシール170を実現するために、高温封止ビーズ172は意図する厚みに等しいビーズ高さを有することが重要である。シール170が所望の厚みを有することを保証する1つの簡単な方法は、シール170の所望の厚みより厚い高温封止ビーズ172を用いて開始することである。ビーズ172が肩部42上に配置された後、ビーズ172は、厚み(すなわち、高さ)がシール170の所望の厚みに一致するまで研磨される。シール170の所望の厚みは、例えば、10〜12μmであってもよい。   The high temperature sealing beads 172 do not melt (ie, do not flow in a liquid state) during the formation of the seal 170. Rather, the high temperature sealing bead 172 acts as a spacer that determines the thickness of the seal 170. In other words, the high temperature sealing bead 172 sets the thickness of the seal 170 by acting as a pedestal that extends between two surfaces that are sealed together. In order to achieve a seal 170 having an intended thickness (and a constant thickness), it is important that the high temperature sealing bead 172 has a bead height equal to the intended thickness. One simple way to ensure that the seal 170 has the desired thickness is to start with a high temperature sealing bead 172 that is thicker than the desired thickness of the seal 170. After the beads 172 are placed on the shoulder 42, the beads 172 are polished until the thickness (ie, height) matches the desired thickness of the seal 170. The desired thickness of the seal 170 may be, for example, 10 to 12 μm.

ラッピング/研磨技法に加えて、高温封止ビーズ172の高さは、当分野で公知の、例えばエッチング、反応イオンエッチング(ドライエッチング)またはレーザ切断技法によっても生成できる。高温封止ビーズ172の高さは、当分野で公知の、例えばドロップインジケータ(drop indicator)測定、レーザ測定またはターゲット−静電容量測定技法を用いて測定できる。   In addition to the lapping / polishing technique, the height of the high temperature sealing bead 172 can also be generated by, for example, etching, reactive ion etching (dry etching) or laser cutting techniques known in the art. The height of the high temperature sealing bead 172 can be measured using, for example, drop indicator measurements, laser measurements, or target-capacitance measurement techniques known in the art.

次に図5を参照すると、高温封止ビーズ172は肩部42の下部面42a上に配置され、形成される、これらのビーズ高さが生成される。次に、低温封止ビーズ174が下部面42a上の高温封止ビーズ172の間および回りに配置される。低温封止ビーズ174は高温封止ビーズ172より低い融点を有する。有利には、低温封止ビーズ174はビーズが配置される表面上に均等に分布する。図4および図5における高温封止ビーズ172および低温封止ビーズ174は、上部筐体40の肩部42の下部面42a上に配置され、形成されて図示されているが、代わりに、高温封止ビーズ172および低温封止ビーズ174は、ダイヤフラム56の上部面57の封止領域上に配置し、形成することができる。好ましくは、低温封止ビーズ174はガラス材料から構成され、上述のとおり、高温封止ビーズ172と同一方法(異なる処理温度を用いる)で配置され、処理される。   Referring now to FIG. 5, the high temperature sealing beads 172 are placed and formed on the lower surface 42a of the shoulder 42 to produce these bead heights. Next, low temperature sealing beads 174 are placed between and around the high temperature sealing beads 172 on the lower surface 42a. The low temperature sealing bead 174 has a lower melting point than the high temperature sealing bead 172. Advantageously, the cold sealed beads 174 are evenly distributed on the surface on which the beads are placed. Although the high temperature sealing bead 172 and the low temperature sealing bead 174 in FIGS. 4 and 5 are disposed and formed on the lower surface 42a of the shoulder 42 of the upper housing 40, the high temperature sealing bead is shown instead. The stop beads 172 and the low-temperature sealing beads 174 can be disposed and formed on the sealing region of the upper surface 57 of the diaphragm 56. Preferably, the low temperature sealing beads 174 are composed of a glass material and are placed and processed in the same manner (using different processing temperatures) as the high temperature sealing beads 172 as described above.

低温封止ビーズ174は、低温封止ビーズ174と高温封止ビーズ172との間に開放チャネル178を残すようにして、高温封止ビーズ172の間および回りに配置される。開放チャネル178の存在によって、低温封止ビーズ174は、最終封止(融解および冷却)ステップの間に適正に脱ガスされる。低温封止ビーズ174が配置された後(例えば、上述の乾燥、バーンオフおよび前融解/焼結ステップ後)、上部筐体40およびダイヤフラム56を相互に圧縮し、十分に加熱して、高温封止ビーズ172を融解することなく低温封止ビーズ174を融解することにより、シール170が形成される。   The low temperature sealing beads 174 are placed between and around the high temperature sealing beads 172 leaving an open channel 178 between the low temperature sealing beads 174 and the high temperature sealing beads 172. Due to the presence of the open channel 178, the cold sealing bead 174 is properly degassed during the final sealing (melting and cooling) step. After the low temperature sealing beads 174 are placed (eg, after the drying, burn-off and pre-melting / sintering steps described above), the upper housing 40 and diaphragm 56 are compressed together and heated sufficiently to provide high temperature sealing. By melting the low temperature sealing bead 174 without melting the bead 172, a seal 170 is formed.

低温封止ビーズ174が融解すると、低温材料を形成し、この材料の一部が開放チャネル178内に流れ込み、チャネルを満たす。このように、低温封止ビーズ174は非融解高温封止ビーズ172と共に、一体としてシール170を形成する。適正な量(すなわち、容積)の低温封止ビーズ174が上部筐体40の肩部42上に配置され――同時に、開放チャネルを生成する――これにより、融解すると、低温封止ビーズ174材料(高温封止ビーズ172の容積と共に)はシール170が占有する空間を適正に満たす。したがって、低温封止ビーズ174を融解する前に、低温封止ビーズ174も特定のビーズ高さを有することを保証するのが望ましい。   As the low temperature sealing bead 174 melts, it forms a low temperature material and a portion of this material flows into the open channel 178 and fills the channel. Thus, the low temperature sealing bead 174 and the non-melting high temperature sealing bead 172 together form a seal 170. A proper amount (ie volume) of cold sealed bead 174 is placed on the shoulder 42 of the upper housing 40-simultaneously creating an open channel-so that when melted, the cold sealed bead 174 material (Along with the volume of the high temperature sealing bead 172) properly fills the space occupied by the seal 170. Therefore, it is desirable to ensure that the low temperature sealing bead 174 also has a specific bead height before melting the low temperature sealing bead 174.

このように、低温封止ビーズ174が冷却した後(すなわち、乾燥、バーンオフおよび前融解/焼結ステップ後)、各低温封止ビーズ174のビーズ高さが測定され、目標の低温封止ビーズ高さと比較される。低温封止ビーズ174の測定されたビーズ高さが目標の低温封止ビーズ高さを超える場合、低温封止ビーズ174を研磨して、高さが目標の低温封止ビーズ高さに等しくなるようにする。目標の低温封止ビーズ高さより低いビーズ高さを有する低温封止ビーズ174を得ることを避けるために、有利には、低温封止ビーズ174を、表面上に目標の低温封止ビーズ高さを超えるビーズ高さで配置する。低温封止ビーズ174が融解して開放チャネル178を満たすため、目標の低温封止ビーズ高さは一般に、目標の高温封止ビーズ高さより高くなる。目標の低温封止ビーズ高さは、例えば、目標の高温封止ビーズ高さの2倍にできる。   Thus, after the cold sealed beads 174 cool (ie, after the drying, burn-off and pre-melt / sinter steps), the bead height of each cold sealed bead 174 is measured and the target cold sealed bead height is measured. Compared with If the measured bead height of the low temperature sealing bead 174 exceeds the target low temperature sealing bead height, the low temperature sealing bead 174 is polished so that the height is equal to the target low temperature sealing bead height. To. In order to avoid obtaining a cold-sealed bead 174 having a bead height lower than the target cold-sealed bead height, advantageously, the cold-sealed bead 174 has a target cold-sealed bead height on the surface. Place with a bead height that exceeds. Because the cold seal bead 174 melts to fill the open channel 178, the target cold seal bead height is generally higher than the target hot seal bead height. The target cold sealing bead height can be, for example, twice the target hot sealing bead height.

次に図6および7を参照する。高温封止ビーズ172および低温封止ビーズ174が上部筐体40の下部面42a上に配置され、形成されると、次に、ダイヤフラム56は、低温封止ビーズ174が上部筐体40の肩部42からダイヤフラム56の封止領域に延びるように、上部筐体40に位置合わせされる。上部筐体40をダイヤフラムに対して適正な関係に維持するために、圧縮力Fが、上部筐体40とダイヤフラム56との間に、ダイヤフラム56の方向にほぼ垂直の方向に加えられる。圧縮力Fは十分な質量(すなわち、重量体)を上部筐体40の上面に置くか、または上部筐体40とダイヤフラム56との間に、例えばプレスを使用して圧縮力を加えることにより、生成できる。圧縮力Fを加えることにより、低温封止ビーズ174が融解したときに、低温封止ビーズ174が開放チャネル178に流れ込み、チャネルを満たすことを保証し、また高温封止ビーズ172がダイヤフラム56の上部面57に接触することを保証する。   Reference is now made to FIGS. When the high temperature sealing bead 172 and the low temperature sealing bead 174 are disposed and formed on the lower surface 42 a of the upper housing 40, the diaphragm 56 is then connected to the shoulder of the upper housing 40. The upper casing 40 is aligned so as to extend from 42 to the sealing region of the diaphragm 56. In order to maintain the upper housing 40 in a proper relationship with the diaphragm, a compressive force F is applied between the upper housing 40 and the diaphragm 56 in a direction substantially perpendicular to the direction of the diaphragm 56. The compressive force F is obtained by placing a sufficient mass (ie, a weight body) on the upper surface of the upper housing 40 or applying a compressive force between the upper housing 40 and the diaphragm 56 using, for example, a press. Can be generated. Applying compressive force F ensures that when the low temperature sealing bead 174 melts, the low temperature sealing bead 174 flows into the open channel 178 and fills the channel, and the high temperature sealing bead 172 is at the top of the diaphragm 56. Ensures contact with surface 57.

ダイヤフラム56が上部筐体40に位置合わせされた後(図6)、低温封止ビーズ174は、低温封止ビーズ175の融点より高いが、高温封止ビーズ172の融点より低い温度に曝される。融解すると、低温封止ビーズ174は開放チャネル178に流れ込み、チャネルを満たす。冷却すると、先に融解された低温封止ビーズ174と高温封止ビーズ172とが一体となってシール170を形成する(図7)。温度が高温封止ビーズ172の融点以下に維持されていたため、非融解高温封止ビーズ172のビーズ高さhはシール170の厚みを生成する。このように、非融解高温封止ビーズ172のビーズ高さhのそれぞれを一定高さに設定することにより、シール170は正確に均一な厚みに形成できる。さらに、圧縮力Fが封止領域全体にわたり不均一に加えられると、シール170の厚みは悪影響を受ける。   After the diaphragm 56 is aligned with the upper housing 40 (FIG. 6), the low temperature sealing bead 174 is exposed to a temperature higher than the melting point of the low temperature sealing bead 175 but lower than the melting point of the high temperature sealing bead 172. . Upon melting, the cold sealed beads 174 flow into the open channel 178 and fill the channel. When cooled, the previously melted low-temperature sealing bead 174 and high-temperature sealing bead 172 are integrated to form a seal 170 (FIG. 7). Since the temperature was maintained below the melting point of the high temperature sealing bead 172, the bead height h of the non-melting high temperature sealing bead 172 generates the thickness of the seal 170. Thus, by setting each of the bead heights h of the non-melting high-temperature sealed beads 172 to a constant height, the seal 170 can be accurately formed to have a uniform thickness. Furthermore, if the compressive force F is applied non-uniformly across the sealing area, the thickness of the seal 170 is adversely affected.

図8は、静電容量圧力変換器アセンブリ100の導体46と58との間に存在する間隙g(すなわち、軸方向距離)がどのように、部分的に、シール170の厚みに依存するかを示す。上述のとおり、上部筐体40の下部面42aおよび面47は実質的に同一平面である。上部筐体40は、チャンバ152、154内の圧力が等しいときに、上部筐体40の面47がダイヤフラム56の面57と平行になるように位置合わせされる。チャンバ152、154内の圧力が等しいときは、ダイヤフラム56に作用する差圧はゼロであり、したがって、ダイヤフラム56は圧力で生じるたわみを一切受けない。図8で明らかなとおり、チャンバ152、154内の圧力が等しいとき、導体46、58の間に存在する間隙gは、シール170の厚み(高温封止ビーズ172のビーズ高さh)から導体46、58の厚みを差し引いた値になる。   FIG. 8 illustrates how the gap g (ie, axial distance) that exists between the conductors 46 and 58 of the capacitive pressure transducer assembly 100 depends in part on the thickness of the seal 170. Show. As described above, the lower surface 42a and the surface 47 of the upper housing 40 are substantially coplanar. The upper housing 40 is aligned so that the surface 47 of the upper housing 40 is parallel to the surface 57 of the diaphragm 56 when the pressures in the chambers 152, 154 are equal. When the pressures in the chambers 152, 154 are equal, the differential pressure acting on the diaphragm 56 is zero, so the diaphragm 56 is not subject to any deflection caused by the pressure. As is apparent in FIG. 8, when the pressures in the chambers 152 and 154 are equal, the gap g existing between the conductors 46 and 58 is determined from the thickness of the seal 170 (the bead height h of the high-temperature sealing bead 172). , 58 is obtained by subtracting the thickness.

しかし、ダイヤフラム56に差圧が加えられると、ダイヤフラム56の一部が差圧に応じてたわむ。したがって、間隙gは差圧の大きさと方向に応じて増加または減少する。例えば、プロセスチャンバ154内の圧力が基準チャンバ152内の圧力より高くなると、ダイヤフラム56の一部が上部筐体40の面47方向にたわみ、導体46、58間の間隙gが減少する。逆に、プロセスチャンバ154内の圧力が基準チャンバ152内の圧力より低くなると、ダイヤフラム56の一部が上部筐体40の面47から離れる方向にたわみ、導体46、58間の間隙gが増加する。   However, when a differential pressure is applied to the diaphragm 56, a part of the diaphragm 56 bends according to the differential pressure. Therefore, the gap g increases or decreases depending on the magnitude and direction of the differential pressure. For example, when the pressure in the process chamber 154 becomes higher than the pressure in the reference chamber 152, a part of the diaphragm 56 bends toward the surface 47 of the upper housing 40, and the gap g between the conductors 46 and 58 decreases. Conversely, when the pressure in the process chamber 154 becomes lower than the pressure in the reference chamber 152, a part of the diaphragm 56 bends away from the surface 47 of the upper housing 40, and the gap g between the conductors 46 and 58 increases. .

シール170の厚みおよび導体46、58の厚みに依存する間隙gを設ける代わりに、有利には、シール170の厚みにほぼ等しい間隙gを有する静電容量圧力変換器アセンブリを実現する。図9〜11は、シール170の厚みにほぼ等しい間隙gを有する静電容量圧力変換器アセンブリ200の部分断面図を示す。アセンブリ200は、層246が肩部42の下部面42a上に配置されており、層258がダイヤフラム56の上部面57上に配置されている点を除いて、アセンブリ100と同様である。図9で明らかなとおり、層246、258は下部面42aと上部面57のそれぞれ上の、シール170が形成される領域に配置される。封止されると、上部筐体40、シール170、層246、258、およびダイヤフラム56は基準チャンバ252を形成する。層246は導体46の厚みにほぼ等しい厚みを有し、一方、層258は導体58の厚みにほぼ等しい厚みを有する。層246は、導体46が下部面47上に形成されるのと同時に下部面42a上に形成でき、また、導体46と同一材料から構成できる。同様に、層258は、導体58が上部面57上に形成されるのと同時に上部面57上に形成でき、また、導体58と同一材料から構成できる。層246が肩部42の下部面42a上に配置された後、高温封止ビーズ172(ビーズ高さhを有する)および低温封止ビーズ174は、上述の技法によって層264上に配置し、形成することができる。   Instead of providing a gap g that depends on the thickness of the seal 170 and the thickness of the conductors 46, 58, a capacitive pressure transducer assembly having a gap g approximately equal to the thickness of the seal 170 is advantageously realized. 9-11 illustrate a partial cross-sectional view of a capacitive pressure transducer assembly 200 having a gap g that is approximately equal to the thickness of the seal 170. The assembly 200 is similar to the assembly 100 except that the layer 246 is disposed on the lower surface 42 a of the shoulder 42 and the layer 258 is disposed on the upper surface 57 of the diaphragm 56. As can be seen in FIG. 9, the layers 246, 258 are disposed on the lower surface 42a and the upper surface 57, respectively, in the region where the seal 170 is formed. When sealed, the upper housing 40, the seal 170, the layers 246, 258, and the diaphragm 56 form a reference chamber 252. Layer 246 has a thickness approximately equal to the thickness of conductor 46, while layer 258 has a thickness approximately equal to the thickness of conductor 58. The layer 246 can be formed on the lower surface 42 a at the same time that the conductor 46 is formed on the lower surface 47, and can be made of the same material as the conductor 46. Similarly, layer 258 can be formed on top surface 57 at the same time that conductor 58 is formed on top surface 57 and can be composed of the same material as conductor 58. After layer 246 is placed on lower surface 42a of shoulder 42, high temperature sealing bead 172 (having bead height h) and low temperature sealing bead 174 are placed and formed on layer 264 by the techniques described above. can do.

ダイヤフラム56は上部筐体40に位置合わせされた後(図9)、圧縮力Fが加えられ、次に、低温封止ビーズ174が融解される。冷却すると、先に融解された低温封止ビーズ174と高温封止ビーズ172とが一体となって、層246、258の間に位置するシール170を形成する(図10)。図11で明らかなとおり、層246、258の厚みは、チャンバ252、154内に圧力が等しいときは、それぞれ導体46、58の厚みにほぼ等しいため、導体46、58間に存在する間隙gはシール170の厚みにほぼ等しい。生成されたシール170の厚みは高温封止ビーズ172のビーズ高さhにより設定され、したがって、アセンブリ200の間隙gはビーズ高さhにほぼ等しくなり、そしてビーズ高さhにより制御される。   After the diaphragm 56 is aligned with the upper housing 40 (FIG. 9), a compressive force F is applied and then the low temperature sealing beads 174 are melted. Upon cooling, the previously melted low temperature sealing bead 174 and high temperature sealing bead 172 together form a seal 170 located between layers 246 and 258 (FIG. 10). As can be seen in FIG. 11, the thickness of the layers 246, 258 is approximately equal to the thickness of the conductors 46, 58 when the pressure is equal in the chambers 252, 154, respectively, so the gap g present between the conductors 46, 58 is It is approximately equal to the thickness of the seal 170. The thickness of the generated seal 170 is set by the bead height h of the high temperature sealing bead 172, so the gap g of the assembly 200 is approximately equal to the bead height h and is controlled by the bead height h.

層246、258は導電材料または非導電材料から構成できる。導電材料が使用される場合、層246、258は導体46および58に対する静電容量ガードとして作用する。   Layers 246, 258 can be composed of conductive or non-conductive materials. If conductive material is used, layers 246, 258 act as capacitive guards for conductors 46 and 58.

製造される上部筐体40およびダイヤフラム56の製造許容差は、これらのセンサ構成部品の製造の間において、本発明を利用してこのような構成部品間にシールを形成することにより、公知の方法で制御できるため、対向電極間の軸方向距離は正確に均一および一定に確立できる。正確で均一および一定の厚みを有するシール170を提供することにより、本発明を利用して、安定した高信頼性能特性を有する変換器アセンブリを実現できる。   The manufacturing tolerances of the upper housing 40 and diaphragm 56 to be manufactured are known in the art by forming a seal between such components using the present invention during the manufacture of these sensor components. Therefore, the axial distance between the counter electrodes can be established accurately and uniformly. By providing a seal 170 having an accurate, uniform and constant thickness, the present invention can be utilized to provide a transducer assembly having stable and reliable performance characteristics.

アセンブリ100、200の上部筐体40は、下部面42aとほぼ同一平面である中心下部面47を有する。他の静電容量圧力変換器アセンブリでは、上部筐体40の中心下部面47は肩部42の下部面42aから若干の距離だけずれている。したがって、ダイヤフラムの両側におけるチャンバ内の圧力が等しい場合、導体46、58の間に存在する空隙gはシール170の厚みと、面47が下部面42aからずれる量とに依存する。しかし、同一平面は一般に、同一平面でない面(例えば、平行であるが相互にずれている面)に比べて小さい許容差で製造できるため、下部面42aとほぼ同一平面である中心下部面47を有する上部筐体40を利用するのが有利である。   The upper housing 40 of the assembly 100, 200 has a central lower surface 47 that is substantially flush with the lower surface 42a. In other capacitive pressure transducer assemblies, the central lower surface 47 of the upper housing 40 is offset from the lower surface 42a of the shoulder 42 by a slight distance. Therefore, if the pressure in the chamber on both sides of the diaphragm is equal, the gap g present between the conductors 46, 58 depends on the thickness of the seal 170 and the amount by which the surface 47 is offset from the lower surface 42a. However, since the same plane can generally be manufactured with a smaller tolerance compared to non-coplanar surfaces (eg, parallel but offset from each other), the central lower surface 47, which is substantially coplanar with the lower surface 42a, is formed. It is advantageous to use the upper housing 40 having it.

図4および図5の低温封止ビーズ174および高温封止ビーズ172は、円形断面を有して示されているが、低温封止ビーズ174および高温封止ビーズ172の断面は正方形、長方形、菱形またはparallel−epipedic形状(例えば、相互に近接して配置される先端を有する)、六角形であってもよく、あるいは、さまざまな他の許容できる形状を有してもよい。低温封止ビーズ174および高温封止ビーズ172の断面は同一でなくてもよい。   The low temperature sealing bead 174 and the high temperature sealing bead 172 of FIGS. 4 and 5 are shown having a circular cross section, but the cross section of the low temperature sealing bead 174 and the high temperature sealing bead 172 is square, rectangular, rhombus Or it may be a parallel-epiped shape (e.g., with tips positioned in close proximity to each other), hexagonal, or a variety of other acceptable shapes. The cross sections of the low temperature sealing bead 174 and the high temperature sealing bead 172 need not be the same.

本発明は、これまで、上部筐体40、ダイヤフラム56、および下部筐体60がすべてセラミック材料(例えば、酸化アルミニウム)から作られる、セラミック圧力変換器アセンブリに関連して述べてきた。しかし、本発明から逸脱することなく、他の材料を使用することもできる。   The present invention has been described above in connection with a ceramic pressure transducer assembly in which the upper housing 40, diaphragm 56, and lower housing 60 are all made from a ceramic material (eg, aluminum oxide). However, other materials can be used without departing from the invention.

本明細書においては、本発明の教示を組み入れたさまざまな実施形態を図示し、説明してきたが、当業者であれば、これら教示を組み入れた多くの他のさまざまな実施形態を容易に考案することが可能である。   Although various embodiments have been illustrated and described herein that incorporate the teachings of the present invention, those skilled in the art will readily devise many other various embodiments that incorporate these teachings. It is possible.

従来の静電容量センサの断面図である。It is sectional drawing of the conventional electrostatic capacitance sensor. 図1Aの従来の静電容量センサの部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the conventional electrostatic capacitance sensor of FIG. 1A. 封止ビーズを静電容量センサの筐体上に置き、筐体とダイヤフラムとの間にシールを形成できる方法を示す。A method is shown in which sealing beads can be placed on the capacitive sensor housing and a seal can be formed between the housing and the diaphragm. 本発明によって構成される静電容量センザの一実施形態の断面図である。1 is a cross-sectional view of one embodiment of a capacitive sensor configured in accordance with the present invention. 図3Aの静電容量センサの部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the electrostatic capacitance sensor of FIG. 3A. 静電容量センサの筐体上に高温封止ビーズを置く例示的な方法を示す図である。FIG. 6 illustrates an exemplary method for placing high temperature sealing beads on a capacitive sensor housing. 静電容量センサの筐体上に低温封止ビーズを置く例示的な方法を示す図である。FIG. 6 illustrates an exemplary method for placing a low temperature sealing bead on a capacitive sensor housing. 静電容量センサの筐体とダイヤフラムとの間にシールを形成する例示的な方法における1つのステップを示す図である。FIG. 6 illustrates one step in an exemplary method of forming a seal between a capacitive sensor housing and a diaphragm. 静電容量センサの筐体とダイヤフラムとの間にシールを形成する例示的な方法における別のステップを示す図である。FIG. 6 illustrates another step in an exemplary method of forming a seal between a capacitive sensor housing and a diaphragm. 本発明によって静電容量センサの筐体とダイヤフラムとの間に形成される例示的なシールの拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of an exemplary seal formed between a capacitive sensor housing and a diaphragm in accordance with the present invention. 静電容量センサの筐体とダイヤフラムとの間にシールを形成する例示的な方法における1つのステップを示す図である。FIG. 6 illustrates one step in an exemplary method of forming a seal between a capacitive sensor housing and a diaphragm. 静電容量センサの筐体とダイヤフラムとの間にシールを形成する例示的な方法における別のステップを示す図である。FIG. 6 illustrates another step in an exemplary method of forming a seal between a capacitive sensor housing and a diaphragm. 本発明によって静電容量センサの筐体とダイヤフラムとの間に形成される例示的なシールの拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of an exemplary seal formed between a capacitive sensor housing and a diaphragm in accordance with the present invention.

Claims (31)

静電容量圧力変換器アセンブリの筐体とダイヤフラムとの間にシールを形成する方法であって、
封止領域上に第1セットのビーズを配置することであって、前記封止領域は筐体の一部または前記ダイヤフラムの一部のいずれかであり、前記第1セットのビーズは第1融解温度特性を有することと、
封止領域上に第2セットのビーズを配置することであって、前記第2セットのビーズは第2融解温度特性を有し、前記第2融解温度は前記第1融解温度より低く、前記第1および第2セットのビーズは、チャネルが近接のビーズ間に存在するようにして前記封止領域上に配置されることと、
前記筐体と前記ダイヤフラムとを相互に付勢して、前記第2セットのビーズの少なくとも一部は前記筐体および前記ダイヤフラムと接触するようにすることと、
前記ダイヤフラムおよび筐体を、前記第1および第2融解温度間の温度に加熱し、これにより、前記第2セットのビーズの少なくとも一部分を融解することと、
前記ダイヤフラムおよび筐体を前記第2融解温度より低い温度にまで冷却することと、
を備える方法。
A method of forming a seal between a housing of a capacitive pressure transducer assembly and a diaphragm comprising:
Disposing a first set of beads on a sealing region, wherein the sealing region is either part of a housing or part of the diaphragm, and the first set of beads is a first melt. Having temperature characteristics;
Disposing a second set of beads on the sealing region, wherein the second set of beads has a second melting temperature characteristic, wherein the second melting temperature is lower than the first melting temperature; The first and second sets of beads are disposed on the sealing region such that a channel exists between adjacent beads;
Urging the housing and the diaphragm against each other such that at least a portion of the second set of beads is in contact with the housing and the diaphragm;
Heating the diaphragm and housing to a temperature between the first and second melting temperatures, thereby melting at least a portion of the second set of beads;
Cooling the diaphragm and housing to a temperature below the second melting temperature;
A method comprising:
前記ダイヤフラムは、セラミック材料から構成される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the diaphragm is composed of a ceramic material. 前記セラミック材料は、酸化アルミニウムから構成される、請求項2に記載の方法。   The method of claim 2, wherein the ceramic material comprises aluminum oxide. 前記筐体は、セラミック材料から構成される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the housing is composed of a ceramic material. 前記第1および第2セットのビーズは、ガラス材料から構成される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the first and second sets of beads are comprised of a glass material. 前記ダイヤフラムおよび前記筐体は、酸化アルミニウムを含むセラミック材料から成り、前記第1および第2セットのビーズはガラス材料から構成される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the diaphragm and the housing are made of a ceramic material comprising aluminum oxide, and the first and second sets of beads are made of a glass material. 前記第1セットの各ビーズは、ほぼ同一のビーズ高さを有することを確立することをさらに備える、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, further comprising establishing that each bead in the first set has approximately the same bead height. 前記第1セットの各ビーズはほぼ同一のビーズ高さを有することを確立することは、
前記第1セットの各ビーズのビーズ高さを測定することと、
前記測定されたビーズ高さを目標のビーズ高さと比較することと、
前記測定されたビーズ高さが前記目標のビーズ高さを超える場合、ビーズを研磨して、前記目標のビーズ高さを得ることと、
を備える、請求項7に記載の方法。
Establishing that each bead of the first set has approximately the same bead height,
Measuring the bead height of each bead of the first set;
Comparing the measured bead height to a target bead height;
If the measured bead height exceeds the target bead height, polishing the beads to obtain the target bead height;
The method of claim 7 comprising :
前記付勢は、前記静電容量圧力変換器上に追加の重量体を置くことにより生じる、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the biasing is caused by placing an additional weight on the capacitance pressure transducer. 前記付勢は、前記筐体と前記ダイヤフラムとの間に加えられる外部力によって生じる、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the bias is generated by an external force applied between the housing and the diaphragm. 前記第1セットのビーズの少なくとも一部が前記筐体および前記ダイヤフラムに接触するまで、前記ダイヤフラムおよび筐体に前記外部力を加え続け、加熱することをさらに備える、請求項10に記載の方法。 The method of claim 10 , further comprising continuing to apply and apply the external force to the diaphragm and housing until at least a portion of the first set of beads contacts the housing and the diaphragm . 前記第1および第2セットのビーズは印刷プロセスによって配置される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the first and second sets of beads are arranged by a printing process. 前記第1セットの各ビーズはガラス粒子から構成される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein each bead of the first set is composed of glass particles. 前記配置された第1セットのビーズを乾燥することと、
前記配置された第1セットのビーズ内に存在する、いずれかの有機溶剤および接着剤の少なくとも一部を脱ガスすることと、
前記第1セットのビーズの各ビーズ内で、各ビーズに含有される前記ガラス粒子の少なくとも一部を一緒に融解することと、
前記第1セットのビーズを冷却することにより、この第1セットのビーズを凝固することと、
前記第1セットのビーズの各ビーズのビーズ高さを測定することと、
前記第1セットのビーズの各ビーズの前記測定されたビーズ高さを目標のビーズ高さと比較することと、
前記測定されたビーズ高さが前記目標のビーズ高さを超える場合、前記第1セットのビーズ内のビーズを前記目標のビーズ高さにまで研磨することと、
をさらに備える、請求項13に記載の方法。
Drying the arranged first set of beads;
Degassing at least a portion of any organic solvent and adhesive present in the disposed first set of beads;
Melting together at least some of the glass particles contained in each bead within each bead of the first set of beads;
Coagulating the first set of beads by cooling the first set of beads;
Measuring the bead height of each bead of the first set of beads;
Comparing the measured bead height of each bead of the first set of beads to a target bead height;
Polishing the beads in the first set of beads to the target bead height if the measured bead height exceeds the target bead height;
14. The method of claim 13, further comprising:
前記第2セットの各ビーズはガラス粒子から構成される、請求項14に記載の方法。   15. The method of claim 14, wherein each second set of beads is composed of glass particles. 前記配置された第2セットのビーズを乾燥することと、
前記配置された第2セットのビーズ内に存在する、いずれかの有機溶剤および接着剤の少なくとも一部を脱ガスすることと、
前記第2セットのビーズの各ビーズ内で、各ビーズに含有される前記ガラス粒子の少なくとも一部を一緒に融解することと、
前記第2セットのビーズを冷却することにより、この第2セットのビーズを凝固することと、
前記第2セットのビーズの各ビーズのビーズ高さを測定することと、
前記第2セットのビーズの各ビーズの前記測定されたビーズ高さを第2の目標のビーズ高さと比較することと、
前記ビーズの前記測定されたビーズ高さが第2の前記目標のビーズ高さを超える場合、前記第2セットのビーズ内のビーズを第2の前記目標のビーズ高さにまで研磨することと、
をさらに備える、請求項15に記載の方法。
Drying the arranged second set of beads;
Degassing at least a portion of any organic solvent and adhesive present in the arranged second set of beads;
Melting within each bead of the second set of beads together at least a portion of the glass particles contained in each bead;
Coagulating the second set of beads by cooling the second set of beads;
Measuring the bead height of each bead of the second set of beads;
Comparing the measured bead height of each bead of the second set of beads to a second target bead height;
Polishing the beads in the second set of beads to a second target bead height if the measured bead height of the bead exceeds a second target bead height;
The method of claim 15, further comprising:
静電容量圧力変換器アセンブリであって、
内部空洞を形成する本体と、
前記本体上に配置されている第1導体と、
前記本体内に配置されているダイヤフラムであって、ダイヤフラムは第2導体を備え、このダイヤフラムは前記内部空洞を第1チャンバと第2チャンバに分割し、前記ダイヤフラムの一部が、前記第2チャンバ内の圧力より高い第1チャンバ内の圧力に応答して第1方向に移動し、前記ダイヤフラムの前記一部は、前記第1チャンバ内の圧力より高い第2チャンバ内の圧力に応答して第1方向と反対の第2方向に移動する、ダイヤフラムと、
前記第1および第2導体は静電容量を生成し、この静電容量は前記ダイヤフラムの一部と前記第1導体との間に存在する間隙を表し、
前記本体の一部と前記ダイヤフラムの一部との間に配置されているシールと、
を備え、
前記シールはセットのスペーサ素子を少なくとも部分的に囲む第1素子を含み、
前記シールは前記スペーサ素子の高さにほぼ等しい厚みを有し、
前記スペーサ素子は、少なくとも前記本体の一部か前記ダイヤフラムの一部に結合され、
前記第1素子は第1融解温度特性を有し、
前記スペーサ素子は第2融解温度特性を有し、前記第1融解温度は前記第2融解温度より低い、静電容量圧力変換器アセンブリ。
A capacitive pressure transducer assembly comprising:
A body forming an internal cavity;
A first conductor disposed on the body;
A diaphragm disposed within the body, the diaphragm comprising a second conductor, the diaphragm dividing the internal cavity into a first chamber and a second chamber, wherein a portion of the diaphragm is part of the second chamber. Moving in a first direction in response to a pressure in the first chamber that is higher than a pressure in the first portion, the portion of the diaphragm is A diaphragm moving in a second direction opposite to the one direction;
The first and second conductors generate a capacitance, which represents a gap existing between a portion of the diaphragm and the first conductor;
A seal disposed between a portion of the body and a portion of the diaphragm;
With
The seal includes a first element at least partially surrounding a set of spacer elements;
The seal has a thickness approximately equal to the height of the spacer element;
The spacer element is coupled to at least part of the body or part of the diaphragm;
The first element has a first melting temperature characteristic;
The capacitance pressure transducer assembly, wherein the spacer element has a second melting temperature characteristic and the first melting temperature is lower than the second melting temperature.
前記ダイヤフラムは導電性であり、前記第2導体として作用する、請求項17に記載のアセンブリ。   The assembly of claim 17, wherein the diaphragm is electrically conductive and acts as the second conductor. 前記ダイヤフラムは非導電性であり、前記第2導体は前記ダイヤフラム上に配置されている、請求項17に記載のアセンブリ。   The assembly of claim 17, wherein the diaphragm is non-conductive and the second conductor is disposed on the diaphragm. 前記ダイヤフラムは、セラミック材料から構成されている、請求項19に記載のアセンブリ。   The assembly of claim 19, wherein the diaphragm is constructed from a ceramic material. 前記セラミック材料は、酸化アルミニウムから構成されている、請求項20に記載の変換器。   21. The converter of claim 20, wherein the ceramic material is composed of aluminum oxide. 前記本体は上部筐体と下部筐体とを備え、前記上部筐体および前記ダイヤフラムは前記第1チャンバを形成している、請求項17に記載のアセンブリ。   The assembly of claim 17, wherein the body includes an upper housing and a lower housing, and the upper housing and the diaphragm form the first chamber. 前記上部筐体は、セラミック材料から構成されている、請求項22に記載のアセンブリ。   24. The assembly of claim 22, wherein the upper housing is constructed from a ceramic material. 前記ダイヤフラムおよび前記上部筐体は、酸化アルミニウムを含むセラミック材料から成り、前記第1素子および前記セットのスペーサ素子は、ガラス材料から構成されている、請求項22に記載のアセンブリ。   23. The assembly of claim 22, wherein the diaphragm and the upper housing are made of a ceramic material comprising aluminum oxide, and the first element and the set of spacer elements are made of a glass material. 前記第1素子および前記セットのスペーサ素子は、ガラス材料から構成されている、請求項17に記載のアセンブリ。   18. The assembly of claim 17, wherein the first element and the set of spacer elements are comprised of a glass material. 前記変換器アセンブリは、絶対圧力を測定できる、請求項17に記載のアセンブリ。   The assembly of claim 17, wherein the transducer assembly is capable of measuring absolute pressure. 前記変換器アセンブリは、ゲージ圧力を測定できる、請求項17に記載のアセンブリ。   The assembly of claim 17, wherein the transducer assembly is capable of measuring gauge pressure. 前記変換器アセンブリは、差圧を測定できる、請求項17に記載のアセンブリ。   The assembly of claim 17, wherein the transducer assembly is capable of measuring a differential pressure. 前記ダイヤフラムの前記一部と前記第1導体との間に存在する前記間隙は、前記シールの厚みに依存する、請求項17に記載のアセンブリ。   The assembly of claim 17, wherein the gap that exists between the portion of the diaphragm and the first conductor depends on the thickness of the seal. 前記間隙は前記シールの厚みにほぼ等しい、請求項29に記載のアセンブリ。   30. The assembly of claim 29, wherein the gap is approximately equal to the thickness of the seal. 前記第1導体は第1厚みを有し、前記第2導体は第2厚みを有し、
前記間隙は前記シールの厚みから前記第1および第2厚みを差し引いた値にほぼ等しい、請求項29に記載のアセンブリ。
The first conductor has a first thickness, the second conductor has a second thickness;
30. The assembly of claim 29, wherein the gap is approximately equal to a thickness of the seal minus the first and second thicknesses.
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